Chuyển Mach sang km/h số Mach ↔ kilômét trên giờ Miễn phí Trực tuyến An toàn

Số Mach tính bằng kilômét trên giờ: từ rào cản âm thanh đến lúc tái nhập khí quyển

Tin tức về tên lửa siêu thanh, khoang vũ trụ và máy bay thử nghiệm nêu tốc độ bằng số Mach, và con số chỉ trở nên hữu hình khi bạn thấy nó bằng kilômét trên giờ. Số Mach là một tỷ lệ: tốc độ của một vật chia cho tốc độ âm thanh trong không khí xung quanh nó. Để chuyển Mach sang km/h ở điều kiện chuẩn mực nước biển, hãy nhân với 1.225,06: Mach 1 là 1.225 km/h, Mach 5 là 6.125 km/h và Mach 10 là 12.251 km/h. Máy tính ở trên dùng tốc độ âm thanh ở 15 °C, 340,294 m/s, và các phần dưới giải thích con số đó có thể khác với điều kiện bay thật đến đâu, đặc biệt ở xa trên mặt đất và trên các hành tinh khác.

Trang đưa ra quy tắc kèm ví dụ có lời giải, hồ sơ của từng đơn vị, một phép so sánh và một loạt dài các trường hợp từ tên lửa và hàng không vũ trụ, tiếp theo là những lỗi thường gặp. Phép tính diễn ra trong trình duyệt của bạn và các con số của bạn không được gửi đi đâu cả. Với việc lập kế hoạch bay hay nhiệm vụ, hãy dựa vào dữ liệu gốc.

Cách chuyển Mach sang km/h: nhân với 1.225,06

Quy tắc

Âm thanh truyền qua không khí chuẩn mực nước biển với tốc độ 340,294 m/s, tức 340,294 × 3,6 = 1.225,06 km/h. Để chuyển Mach sang km/h, hãy nhân số Mach với 1.225,06. Điều đó làm Mach 0,5 bằng 612,5 km/h, Mach 1,5 bằng 1.837,6 km/h và Mach 3 bằng 3.675 km/h. Theo chiều ngược lại, hãy chia km/h cho 1.225,06.

Ví dụ có lời giải

Mach 0,8 ở mực nước biển là 980 km/h. Mach 2 là 2.450 km/h. Mach 5, ngưỡng siêu thanh, là 6.125 km/h, và Mach 25, cỡ của một tàu vũ trụ tái nhập khí quyển, là 30.626 km/h theo hệ số mực nước biển.

Một hệ số gắn với điều kiện

Mach là một tỷ lệ chứ không phải một tốc độ, nên hệ số chỉ đúng với không khí mà nó được suy ra. Ở độ cao 11 km, ở −56,5 °C, tốc độ âm thanh là 295 m/s, hay 1.062 km/h, và Mach 1 ở đó nghĩa là ít hơn 13 phần trăm km/h so với trên mặt đất.

Một phép thử nhanh

Đáp số tính bằng km/h lớn hơn hơn một nghìn lần số Mach. Nếu một phép tính “chuyển Mach sang km/h” cho con số nhỏ hơn số bạn bắt đầu, bạn đã chia thay vì nhân.

Số Mach

Một tỷ lệ so với tốc độ âm thanh

Số Mach được đặt tên theo nhà vật lý người Áo Ernst Mach. Nó là tốc độ của một vật chia cho tốc độ âm thanh tại chỗ. Dưới Mach 1 dòng chảy là dưới âm, gần nó là chuyển âm, trên nó là siêu thanh và từ Mach 5 trở lên là siêu thanh vượt trội (hypersonic).

Nó xuất hiện ở đâu

Khí động học, tên lửa, hầm gió, thiết kế tên lửa và tàu vũ trụ.

Kilômét trên giờ

Đơn vị hằng ngày

Kilômét trên giờ là đơn vị mà hầu hết mọi người dùng để đánh giá tốc độ, trên đường bộ, đường sắt và trong thể thao. Nó dễ cảm nhận nhưng kém trong việc mô tả tốc độ hàng không vũ trụ, vốn nhanh chóng lên tới số năm chữ số.

Nó xuất hiện ở đâu

Biển báo đường, bảng giờ tàu xe, thông số xe và bài báo.

So sánh Mach và kilômét trên giờ

Một Mach là 1.225 km/h ở mực nước biển, nên con số km/h lớn hơn hơn một nghìn lần. Mach 2 là 2.450 km/h và Mach 0,85 là 1.041 km/h. Hai thứ khác nhau về bản chất cũng như về thang đo, vì Mach phụ thuộc nhiệt độ không khí còn km/h thì không.

Phép chuyển đổi chỉ chính xác dưới các điều kiện nêu rõ. Cái bẫy chính là áp hệ số mực nước biển cho một phương tiện ở 11.000 mét hoặc cho một hành tinh khác Trái Đất.

Phép chuyển đổi xuất hiện ở đâu

Tái nhập từ quỹ đạo

Một tàu vũ trụ trở về từ quỹ đạo thấp quanh Trái Đất di chuyển ở khoảng 7,8 km/s, tức 28.080 km/h. Ở độ cao nơi nhiệt sinh ra lớn nhất, tốc độ âm thanh khoảng 300 m/s, nên đó là xấp xỉ Mach 26. Một phép tính “chuyển Mach sang km/h” dùng hệ số mực nước biển sẽ cho Mach 22,9, là đáp số sai với độ cao đó.

Bay thử nghiệm dùng không khí

Chiếc X-43A không người lái đạt khoảng Mach 9,6 năm 2004, gần 11.200 km/h ở độ cao thử nghiệm của nó. Hệ số mực nước biển sẽ cho 11.760 km/h, chênh lệch năm phần trăm. Báo cáo thường nêu tốc độ bằng dặm trên giờ hoặc km/h, cùng với độ cao.

Tên lửa và đạn

Một tên lửa siêu thanh bay hành trình trên Mach 5, hơn 5.300 km/h trong tầng bình lưu. Một viên đạn súng trường ở 850 m/s là Mach 2,5 ở mực nước biển, hay 3.060 km/h. Báo cáo về những tốc độ như vậy luôn nên nêu độ cao, vì Mach thay đổi theo nó.

Vì sao nhiệt độ quan trọng

Tốc độ âm thanh trong một chất khí tăng theo căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối. Với không khí nó khoảng 20,05 lần √T, với T tính bằng kelvin. Ở 15 °C là 340,3 m/s, ở 0 °C 331,3 m/s, ở 20 °C 343,2 m/s và ở −56,5 °C 295,1 m/s. Tính bằng km/h: 1.225, 1.193, 1.236 và 1.062. Bản thân áp suất và độ cao không quan trọng, chỉ tác động của chúng lên nhiệt độ.

Tên lửa vượt qua Mach 1

Trước khi bạn chuyển Mach sang km/h cho một vụ phóng, hãy lưu ý rằng một tên lửa đạt tốc độ âm thanh khoảng một phút sau khi cất cánh, ở độ cao quanh 10 kilômét. Rồi nó đi qua điểm có áp suất động lớn nhất, gọi là max Q, ở tốc độ gần 1.300 km/h. Kỹ sư giảm lực đẩy trong chốc lát để giữ tải trên kết cấu trong giới hạn.

Cách nhẩm

Để chuyển Mach sang km/h trong đầu, hãy nhân với 1.200 và cộng 2 phần trăm. Với Mach 2: 2.400 cộng 48 được 2.448, gần với 2.450. Với Mach 0,5: 600 cộng 12 được 612, so với 612,5. Ở độ cao tầng bình lưu hãy dùng 1.060 thay vì 1.225.

Công thức bảng tính

Để chuyển Mach sang km/h trong bảng tính, hãy đặt số Mach vào cột A và nhập =A2*1225.0584 ở cột B. Với các nhiệt độ khác, thêm một cột cho tốc độ âm thanh =20.0468*SQRT(273.15+T)*3.6, trong đó T tính bằng độ Celsius, và nhân với số Mach.

Làm tròn và sự trung thực

Khi bạn chuyển Mach sang km/h cho một tấm áp phích, Mach 9,6 nghĩa là khoảng 11.800 km/h theo hệ số mực nước biển. Trong một ghi chú kỹ thuật, hãy nêu độ cao và nhiệt độ đi kèm. Độ bất định của tốc độ âm thanh giả định lớn hơn bất kỳ làm tròn nào bạn thực hiện với phép nhân.

Các mốc cần ghi nhớ

Mach 0,5 là 612 km/h. Mach 0,8 là 980 km/h. Mach 1 là 1.225 km/h. Mach 2 là 2.450 km/h. Mach 3 là 3.675 km/h. Mach 5 là 6.125 km/h. Mach 10 là 12.251 km/h. Khi bạn muốn chuyển Mach sang km/h bằng mắt, hãy coi Mach 1 là hơn 1.200 km/h một chút ở mực nước biển.

Bậc thang tham chiếu

Mach 0,3 là 367 km/h. Mach 0,75 là 919 km/h. Mach 0,9 là 1.103 km/h. Mach 1,2 là 1.470 km/h. Mach 1,5 là 1.838 km/h. Mach 2,5 là 3.063 km/h. Mach 6 là 7.350 km/h. Mach 20 là 24.501 km/h. Một bảng như thế này làm mọi phép kiểm tra nhanh.

Kiểm tra bằng cách đảo ngược

Để kiểm tra kết quả một phép tính “chuyển Mach sang km/h”, hãy chia nó cho 1.225,06. Nếu Mach 2 thành 2.450 km/h, thì 2.450 chia cho 1.225,06 trả về 2. Một phép thử thứ hai là cỡ: con số km/h phải lớn hơn hơn một nghìn lần số Mach.

Liên hệ với m/s và mph

Mach 1 là 340,3 m/s, 1.225 km/h và 761,2 mph ở mực nước biển. Bạn có thể đi qua m/s bằng cách nhân với 340,294 rồi với 3,6. Kết quả khớp với phép nhân trực tiếp với 1.225,06, và phép kiểm tra bắt được các sai sót.

Một ví dụ có lời giải

Một tàu vũ trụ ở Mach 25 nằm ở độ cao nơi tốc độ âm thanh là 300 m/s, tức 1.080 km/h. Tốc độ của nó do đó là 27.000 km/h, hay 7,5 km/s. Với hệ số mực nước biển bạn sẽ được 30.626 km/h, thừa khoảng 13 phần trăm. Vượt 5.570 km Đại Tây Dương ở 27.000 km/h sẽ mất khoảng 12 phút.

Scramjet

Một động cơ phản lực cánh quạt nén đốt siêu thanh chỉ hoạt động ở số Mach cao, vì động cơ dựa vào việc không khí được nén bởi chính tốc độ của phương tiện. Các thiết kế bắt đầu từ khoảng Mach 5, 6.125 km/h ở mực nước biển và 5.300 km/h ở độ cao, và nhắm đến Mach 10 hoặc cao hơn. Không có gì trong một scramjet chạy được ở tốc độ thấp hơn, nên nó phải được mang lên bởi một tên lửa đẩy.

Mach 1 trên các thế giới khác

Khí quyển sao Hỏa chủ yếu là carbon dioxide ở khoảng −60 °C, và âm thanh ở đó truyền khoảng 240 m/s, hay 864 km/h. Mach 1 trên sao Hỏa do đó chỉ bằng 0,7 của Trái Đất. Trên sao Kim khí quyển nóng và dày mang âm thanh ở khoảng 410 m/s, 1.476 km/h. Các tàu thăm dò thiết kế cho những thế giới này được mô hình hóa với tốc độ âm thanh tại chỗ, không phải với 1.225 km/h.

Hầm gió

Hầm gió được phân loại theo dải Mach: dưới âm dưới 0,8, chuyển âm từ 0,8 đến 1,2, siêu thanh từ 1,2 đến 5 và siêu thanh vượt trội trên 5. Một hầm dưới âm ở Mach 0,5 tạo ra dòng khí 612 km/h ở mực nước biển. Dữ liệu thử nghiệm luôn được ghi nhãn bằng số Mach, không phải km/h.

Tầm bay và thời gian với một số Mach

Ở Mach 0,8 và độ cao 11 km tốc độ là 850 km/h. Một chuyến bay 5.000 km mất 5 giờ 53 phút. Dùng con số mực nước biển, 980 km/h, sẽ cho 5 giờ 6 phút, lạc quan hơn 47 phút. Với một phép tính “chuyển Mach sang km/h” nhằm lập kế hoạch, hãy luôn dùng tốc độ âm thanh ở mực bay.

So sánh với bão

Những cơn gió giật mạnh nhất từng ghi nhận trên Trái Đất khoảng 100 m/s, 360 km/h, tức Mach 0,29. Chúng có sức tàn phá khủng khiếp, nhưng vẫn thấp hơn nhiều tốc độ âm thanh. Không hiện tượng thời tiết thông thường nào trên Trái Đất vượt quá Mach 0,4.

Đầu cánh quạt và cánh rôto

Đầu cánh quạt và cánh rôto trực thăng có thể tiến gần Mach 0,9, tức 1.100 km/h ở mực nước biển. Vượt qua đó tiếng ồn tăng vọt và hiệu suất giảm, nên nhà thiết kế giữ tốc độ đầu cánh dưới Mach 0,85.

Hàng không chở khách siêu thanh

Vài công ty nhắm đến việc đưa du lịch siêu thanh trở lại máy bay chở khách ở Mach 1,7 đến 2. Đó sẽ là 1.800 đến 2.100 km/h ở độ cao hành trình. Một chuyến bay từ London đến New York sẽ mất khoảng ba tiếng rưỡi thay vì bảy, nhưng quy định về tiếng nổ siêu thanh trên đất liền vẫn là một trở ngại.

"Mach 1" nghĩa là gì trên báo chí

Nhà báo dùng "Mach 1" tùy tiện. Tuy nhiên Mach 1 không có giá trị cố định: nó là 1.225 km/h ở mực nước biển, 1.102 km/h ở −40 °C, 1.062 km/h trong tầng bình lưu và 864 km/h trên sao Hỏa. Một bản tin tốt nêu rõ điều kiện.

Chuyến bay siêu thanh đầu tiên

Ngày 14 tháng Mười năm 1947 chiếc Bell X-1 vượt qua tốc độ âm thanh khi bay ngang ở khoảng 13.000 mét. Máy bay đạt Mach 1,06, quanh 1.126 km/h. Ở mực nước biển cùng số Mach đó sẽ là 1.298 km/h, cho thấy độ cao đổi nghĩa của một số Mach mạnh đến mức nào.

Kỷ lục

Kỷ lục tốc độ cho một máy bay phản lực có người lái là 3.529,6 km/h, do SR-71 thiết lập năm 1976, ở khoảng Mach 3,3 ở độ cao. Máy bay tên lửa X-15 đạt 7.274 km/h, Mach 6,7, năm 1967. Theo hệ số mực nước biển, đó sẽ là Mach 2,9 và Mach 5,9.

Tốc độ trên mặt đất

Chiếc xe Thrust SSC vượt 1.228 km/h trên nền sa mạc năm 1997. Trong không khí mát của buổi sáng Nevada, tốc độ âm thanh thấp hơn 1.225 km/h phần nào, nên chiếc xe chính thức chạy ở khoảng Mach 1,02. Nó vẫn là phương tiện mặt đất duy nhất vượt qua rào cản âm thanh.

Rơi tự do từ tầng bình lưu

Năm 2012 một vận động viên nhảy dù nhảy từ khoảng 39 km và đạt 1.357,6 km/h. Ở độ cao đó tốc độ âm thanh gần 1.080 km/h, cho Mach 1,25. Với hệ số mực nước biển cùng tốc độ sẽ là Mach 1,11, nên báo cáo chính thức dùng con số tại chỗ.

Mach 1 trong các chất khác

Trong heli âm thanh truyền ở 965 m/s, tức 3.474 km/h; trong nước ở 1.480 m/s, tức 5.328 km/h; trong thép ở khoảng 5.000 m/s. Một chiếc thuyền ở 100 km/h là Mach 0,019 so với nước nhưng Mach 0,082 so với không khí phía trên nó. Mach luôn được định nghĩa theo môi trường đang xét.

Concorde và nhiệt của nó

Concorde bay hành trình ở Mach 2,02, khoảng 2.145 km/h trong tầng bình lưu lạnh. Nhiệt độ ngưng trệ trên mũi nó tăng lên khoảng 120 °C, và thân máy bay giãn tới 25 xăngtimét khi bay. Một phép tính “chuyển Mach sang km/h” cho Concorde cho 2.475 km/h ở mực nước biển, một tốc độ nó chưa bao giờ thật sự bay.

Tốc độ của phương tiện có người lái

Con người nhanh nhất từng di chuyển trong các khoang Apollo trở về từ Mặt Trăng. Apollo 10 đạt 39.897 km/h năm 1969, tức 11,08 km/s. Theo hệ số mực nước biển đó sẽ là Mach 32,6, dù số Mach thực ở độ cao lớn, với không khí lạnh hơn, cao hơn vài đơn vị.

Tàu thăm dò nhanh nhất

Tàu Parker Solar Probe đi qua Mặt Trời ở khoảng 692.000 km/h, hay 192 km/s. Theo hệ số mực nước biển đó sẽ là Mach 565, nhưng không có không khí trong không gian để âm thanh truyền qua, nên không tồn tại số Mach. Nó chỉ được nêu ở đây để cho cảm giác về thang đo.

Trạm Vũ trụ Quốc tế

Trạm di chuyển ở khoảng 27.600 km/h, 7,67 km/s. Theo hệ số mực nước biển đây là Mach 22,5, và theo tốc độ âm thanh trong không khí loãng phía trên, gần Mach 26. Vì thực tế không có không khí ở 400 km, con số chỉ là một minh họa cho việc bay quỹ đạo nhanh thế nào.

Thiên thạch

Một thiên thạch lao vào khí quyển ở tốc độ từ 11 đến 72 km/s, tức từ 40.000 đến 260.000 km/h. Ở 20 km/s, tức 72.000 km/h, vật thể ở Mach 59 theo hệ số mực nước biển. Hầu hết cháy hết rất lâu trước khi tới không khí đặc hơn ở độ cao thấp, đó là lý do chỉ một phần nhỏ chạm đất.

Sóng xung kích và nón Mach

Một vật bay nhanh hơn âm thanh kéo theo một nón sóng xung kích có nửa góc là arcsin(1 / Mach). Ở Mach 1,5 góc là 41,8°, ở Mach 2 là 30° và ở Mach 3 là 19,5°. Nón càng nhọn, vật càng di chuyển nhanh hơn âm thanh.

Sự nóng lên do khí động học

Không khí bị dừng lại ở một mép trước nóng lên. Nhiệt độ ngưng trệ là T × (1 + 0,2 M²). Ở Mach 2 trong không khí −56,5 °C con số khoảng 120 °C, và ở Mach 5 nó vượt 1.000 °C. Các tốc độ tính bằng km/h, 2.125 và 5.311 ở độ cao đó, làm rõ vì sao vật liệu giới hạn bay siêu thanh vượt trội.

Thêm giá trị cho chuyển Mach sang km/h

Một danh sách chuyển đổi dài hơn

Nếu giá trị bạn cần không có trong danh sách đầu, những phép chuyển đổi tiếp theo này có thể đủ gần để đọc trực tiếp:

• 0,1 Mach = 122,50584 km/h
• 0,5 Mach = 612,5292 km/h
• 3 Mach = 3.675,1752 km/h
• 4 Mach = 4.900,2336 km/h
• 7 Mach = 8.575,4088 km/h
• 15 Mach = 18.375,876 km/h
• 20 Mach = 24.501,168 km/h
• 75 Mach = 91.879,38 km/h
• 200 Mach = 245.011,68 km/h
• 500 Mach = 612.529,2 km/h
• 2.000 Mach = 2.450.116,8 km/h
• 10.000 Mach = 12.250.584 km/h

Những sai sót thường gặp khi chuyển Mach sang km/h

Chia thay vì nhân

Từ Mach sang km/h con số lớn lên. Nếu Mach 2 thành 0,0016, bạn đã dùng hệ số của chiều ngược lại.

Bỏ qua độ cao

Hệ số 1.225,06 đúng ở mực nước biển. Ở độ cao hành trình một Mach khoảng 1.062 km/h, nên dùng nhầm nó cho sai số 13 phần trăm.

Coi Mach là một tốc độ cố định

Mach là một tỷ lệ, nên cùng một số Mach nghĩa là những tốc độ khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau và trên các hành tinh khác nhau.

Câu trả lời ngắn

Làm sao để chuyển Mach sang km/h?

Nhân số Mach với 1.225,06.

Mach 1 là bao nhiêu km/h?

1.225,06 km/h ở mực nước biển.

Mach 2 là bao nhiêu km/h?

2.450,12 km/h.

Mach 1 ở độ cao là bao nhiêu km/h?

Khoảng 1.062 km/h ở 11 km.

Con số của tôi có rời thiết bị không?

Không, phép tính chạy trong trình duyệt của bạn.

Thêm các trang và lời kết

Cho các phép chuyển đổi tốc độ khác, hãy xem Chuyển Mach sang m/s, Chuyển Mach sang mph, Chuyển mph sang km/h, Chuyển ft/s sang km/h, Chuyển km/h sang nút, Chuyển km sang mi, Chuyển mi sang km, Chuyển °C sang °F, Chuyển °F sang °C. Chiều ngược lại là Chuyển km/h sang Mach.

Tóm lại, một phép tính “chuyển Mach sang km/h” nghĩa là nhân với 1.225,06 dưới điều kiện mực nước biển và viết đơn vị cạnh đáp số. Con số của bạn được tính cục bộ, không cần tài khoản và không tải lên.